大数据与个性化教学
作者：何年
来源：教育 2015年22期
现代社会标准化、批量化的大工业生产提升了生产力，与之对应的大课堂教育模式、单一标准评价模式，则因为忽略个体的差异受到批评。进入信息时代后，互联网技术的发展促进了教育的民主化，让人们随时随地都能获取知识。在信息时代，大数据技术使得小批量、个性化的生产和教育行为成为可能。与传统教育模式中一位教师面对多名学生相比，信息时代日益强烈地呼吁个性化教学。
大数据教学就是因材施教
国家信息产业部项目管理中心教授刘俊平认为：大数据技术将彻底改变教育。信息技术的长足发展，使教育发生了翻天覆地的变化。最近几年，云计算与大数据的概念出现，标志着大数据时代来临，教育信息化进入了服务化阶段。这个阶段，开始强调以人为本，科技的目光转向了学校核心内容——教学。刘俊平指出：“在信息时代，人们的活动被各种电子产品记录下来，形成庞大的数据库。商业领域已经开始高度重视这些数据，大数据引发了个性化服务的热潮。在教育领域，同样也可以利用学生学习活动的一些数据，精准把握学生的学习情况，从而提升课堂教学效果。”
浙江省嘉兴市南湖区大桥镇中学校长沈利华认为，大数据教学将实现教育的个性化。教师通常面对所有人布置作业。但在大数据时代，技术能够帮助教师了解每个学生的需求，绵延了两千多年的“因材施教”的理想，有望成为现实。他表示：“我们应利用大数据将‘信息过载’的难题转变成为个性化的教育。”嘉兴市余新镇中心小学校长王慧松也认为：“大数据时代的来临，使得过去无法收集与分析的数据，都被新的技术手段轻松破解。大数据时代的到来，让跟踪每一个人的数据成为可能。对于教育者来说，我们将比任何时候都能更接近真正的学生。大数据的支持，标志着个体化教育的时代到来。在缺少大数据分析之前，可能一直以为，在某个时间段同样成绩的学生的学业水平基本是一致的，也可能认为学生的某一次学业成绩的异常是因为粗心造成，一直凭经验下结论。大数据教学，使我们有能力去关注每个学生的微观表现，这些数据能清晰反映学生学业成绩背后的原因，能帮助教师确定有针对性的策略，实现个体化教育。”
大数据课堂教学
《苏州市教育信息化五年行动计划》提出，到2017年，全市中小学校将出现200个未来教室，用于大数据教学模式。按照目前的建设速度，届时，未来教室的数量将超额完成。未来教室有什么优势？它对于教与学有何影响？就这些问题，苏州市电教馆馆长顾瑞华作了简略的介绍。
作为与现代信息技术高度融合的新型教室，未来教室优势明显。顾瑞华将这种优势归结为以下特点：“首先是双轨展示。未来教室教学内容的呈现形式丰富，不仅有图像、师生现场演练等各种视觉形式的呈现，有教材、荧屏和师生在白板上书写出来的语言（文字）形式的呈现，还有各种音频形式，这些都能以双画面的形式同时呈现，图文并茂，彼此意义关联，互为说明、印证和延伸。双轨展示的理论依据是双重编码理论。该理论认为，如同时以视觉（图像）形式和语言（文字）形式呈现信息，对人脑的刺激更强，能让人快速识别，记得更快、更深刻，这样的教学能有效提高学生的学习质量。教师在讲授平行四边形的性质时，因为有了两块屏幕，就可同时清晰地展示‘平行四边形的平行线段相等’‘平行四边形的邻角互补’的图形和文字。”
但是，未来教室的上述功能还不是大数据教学。顾瑞华表示，未来教室是大数据教学的硬件基础。在此基础上，把教与学充分数据化，把一对多变成多对多、一对一，这才是大数据教学。比如，在一次考试中，学生个人和整体在每道题上花费了多少时间，花费时间长的有多少，短的有多少，平均需要时间又是多少，哪些在这之前已经出现过的问题，学生答对或答错了，哪些问题的线索是有效的，能打开学生的思路，回答这个问题用了多少时间，使用了哪些资源，哪些步骤被学生直接跳过了。未来教室可以即时监测、收集这些信息，形成数据资源。教师通过分析这些数据资源，可以明确掌握每个学生和群体学生的学习情况，形成新的多层次的甚至是个性化的教学策略，为学生课内课外自主学习和探究学习，提供智能的“一对一”个性化学习方案和泛在学习环境。同理，未来教室还可通过实时化和动态化的数据处理和分析，了解教师信息化教学的习惯、知识呈现方式、组织差异化教学等方面的变化，对教师的教，进行智能化诊断，帮助教师扬长避短。
大数据教学的另一方面，是对各级各类教育管理部门提供决策支持，如建立事务处理、业务监管、动态监测、评估评价、决策分析等管理系统，让教育管理部门收集、整合、分析各类数据，为教育决策提供科学依据。
未来教室与数据池
大数据课堂教学必须依托一定的信息化技术环境。苏州市正尝试用未来教室模式，把大数据教学规范化推广。苏州目前建设的未来教室分为两种模式：一种是完全模式，一种是不完全模式。在外观上，完全模式是教室中的电子屏不止两块，教室讲台前有两大块，一左一右，并排安装。教室两侧同时各有两块甚至更多的屏幕，但尺寸比讲台前的两块要小。此外，学生手中还有平板电脑、应答器等终端。不完全模式基本上只有教室前的两大块屏幕，其他的屏幕往往是可以移动的，放在课桌上，或与学生手中的终端合二为一。
在未来教室中，教师可以用资源白板混合教学。在一块屏幕上打出平行四边形的题目，另一块电子屏上，师生可手写做题。这时，师生手写的屏幕就相当于现在已经普及的电子白板。不同资源间的意义关联教学。如一边是英文题目，一边是相关的图片、漫画等，使题目更直观，也更有趣味性。课堂互动更加充分，学生个体或学习小组可通过即时应答器、各类终端等回答提问，参与讨论，呈现自己的思考等。课堂直连海量的数字化学习资源，各种网络资源都可跨越时空，国内、中外课堂可随时联通，进行交流，开展讨论。学科工具空前丰富，很多实验可直接通过电脑及网络进行。
教师在这样的教室中高效讲课，光会上网可不行，必须要接受深度培训。未来教室对教师和教育管理者提出了高要求。它要求教师掌握现代信息技术，在信息技术环境下，运行、分析、管理教育资源。据苏州市电教馆统计，2013年以来，苏州已培训了未来教室的325名种子教师、150名种子校长，此外还有各类有关未来教室的培训1300多人次，到目前，全市接受包含“未来教室专题”的网络在线培训人数，已超过了18000人。
在上海市闵行区，大数据教学也已开始实践。闵行中学化学教师戢军勇用了近6年时间，积累形成了“化学图书馆”。这个访问量已超过20万次的“微图书馆”是一个庞大的资源库，包括基础化学的课程视频、化学计算题分析、食品化学的添加剂问题等，既有资源整合，又有原创教学；既有纯学科知识，又有社会现象的拓展。戢军勇说，希望将学生的“电子书包”装得更丰富些，将知识的触角伸得远一些。这个数字图书馆是闵行区开发的一个强大的数字化学习系统的
一部分。该系统目前有65所学校参与试点，成为目前全国最大的数字化学习实验区域。这个数字化平台延展课堂教学时空。英语课上，写作在线软件深受学生欢迎，系统自动评分纠错，学生反复修改，系统即时给老师提供统计数据，教学效率大幅提高；数学课上，学生用数码笔在平板电脑上做随堂练习题，老师可以全程观察每个学生的做题进度和问题所在，及时辅导；地理课堂尝试用地图软件，师生身临其境地探究“黄河沿岸城市的分布特点”。
教学管理准确到位
信息化时代的教育转型发展，还影响到教学管理。在闵行区教育局信息中心主任张中涛看来，学生们在校园一天天学习和生活，就是他们成长的数据：“以前评价一个学生的表现，更多地看期末考试分数和老师的学期评语，并不十分客观和科学。”闵行区收集孩子们的成长数据，把建立数据池作为突破点。两年前，闵行区开始探索依托网络平台系统，为每个学生建立电子成长档案。为了搜集数据，学校为每个学生发了一张电子学生证，抓取和记录孩子日常行为数据，并能在系统内自动生成各种数据统计图表。学生去图书馆借了哪些书，参加了哪些社团活动，运动会上拿了什么名次，只需刷一下电子学生证，这些记录都能记录保存。闵行区教育局局长王浩说，对每个学生来说，这份电子成长档案就是一张全面的综合素质动态发展图。老师和家长能更直观地看到孩子的点滴进步和潜在问题，从而有的放矢引导。有了身体素质、学业成绩、社会实践、公益活动、阅读信息等数据，评价体制导向从单一分数转向多元评价。
数字化学习与传统课堂并不冲突，而是让学习变得更加多姿多彩。闵行区教育学院副院长王永和认为：数字化学习帮学生建立了学习资源库，有微课程、习题库、音视频等。无论是在学校还是家里，学习无处不在，变得更自主和个性化。有了即时形成的数据，教师更能因材施教。教育管理者的决策不再凭印象，而是用客观数据发现教育管理的缺位。闵行区有400多所中小学和幼儿园，每年还平均新增10所学校。通过数据的专业解析和深层挖掘，可以找到教育管理中的潜在问题；或者对已经发现的一些教育问题，通过数据佐证找出症结。
目前，闵行区已经开发试用教育资金管理软件。每一笔资金使用后，都会形成数据分析：在科技教育方面花了多少钱，成效如何，和学生科技普及教育的整体水平到底是怎样的关系。教育资金使用的方方面面都实时产生，监督资金是不是管好了，钱有没有花在该花的地方。对闵行区每所学校来说，教育管理更加精细化：将“大数据”分解成一个个小数据，从学生全面发展、教师专业发展、学校特色发展等方面，也能发现教育管理中的问题，让管理更加科学与人性化。
